一、傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對作物、牲畜及農(nóng)機狀態(tài)的實時追蹤和診斷。
1.空氣及土壤傳感器：自動化農(nóng)場的基本添加，能夠?qū)崟r了解農(nóng)場、森林及水體的當(dāng)前情況。
2.設(shè)備遠程信息處理：允許拖拉機等機械設(shè)備發(fā)布技術(shù)故障警告。拖拉機間的通訊能夠被用作初級的‘農(nóng)場群’平臺。
3.家畜生物識別技術(shù)：通過加載全球定位系統(tǒng)、無線射頻識別和生物測定技術(shù)，自動確定并轉(zhuǎn)播重要的牲畜實時信息。
4.作物傳感器：不再依賴施肥前的處方，而是利用高分辨率的作物傳感器向施肥工具傳達準(zhǔn)確的肥量信息。光學(xué)傳感器或無人機能夠確定田間的作物健康狀況。
5.基礎(chǔ)設(shè)施健康傳感器：可用于監(jiān)測建筑物、橋梁、工廠、農(nóng)場及其他基礎(chǔ)設(shè)施的顫動及材料情況。結(jié)合傳感器等智能網(wǎng)絡(luò)，其可將關(guān)鍵信息反饋給養(yǎng)護隊或機器人。
二、食品或可直接從基因重組中獲益，有望直接從實驗室生產(chǎn)肉類。
1.基因設(shè)計食品：為更好地滿足生物和生理需求，創(chuàng)建全新的食用牲畜和植物。
2.試管肉：也被稱為培養(yǎng)肉，是存在于完整活體動物以外的鮮肉產(chǎn)品。雖然尚未供以公共消費，但如今的多個研究項目已成功實驗性地培育出試管肉。
三、自動化通過大規(guī)模機械和微型機器人在植物層面對作物進行檢查和養(yǎng)護。
1.變量劃幅控制：基于現(xiàn)有地理定位技術(shù)，未來的劃幅（收割的寬度）控制能夠通過減少重疊投入來節(jié)省種子、礦物、化肥和除草劑。通過提前計算農(nóng)田的形狀、了解田間不同區(qū)域的相對生產(chǎn)率，拖拉機或農(nóng)場機器人能夠程序性地按照變量為整片農(nóng)田提供輸入。
2.快速迭代選擇育種：下一代的選育手段，定量分析最終結(jié)果并通過運算法則提供改良建議。
3.農(nóng)業(yè)機器人：用于實現(xiàn)收割、果實采摘、犁地、土壤養(yǎng)護、除草、種植及灌溉等農(nóng)業(yè)進程的自動化。
4.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)：基于觀測和響應(yīng)田間變化的農(nóng)業(yè)管理手段。農(nóng)民利用衛(wèi)星圖像和先進傳感器，在盡可能保護資源的同時優(yōu)化投入回報。進一步了解作物變率、地理定位天氣數(shù)據(jù)及精確傳感器，對自動化決策的制定及互補性種植技術(shù)加以改善。
5.機器人農(nóng)場群：數(shù)十個或數(shù)百個農(nóng)業(yè)機器人與數(shù)千個微觀傳感器的假設(shè)性結(jié)合，在沒有人為干預(yù)的情況下，對田間作物進行監(jiān)測、預(yù)測、耕種和摘取。
四、工程學(xué)涉及將農(nóng)業(yè)擴展至新方法、新位置以及經(jīng)濟新領(lǐng)域的技術(shù)。
1.封閉生態(tài)系統(tǒng)：不依賴系統(tǒng)外物質(zhì)輸入的生態(tài)系統(tǒng)。理論上，這類封閉生態(tài)系統(tǒng)可將廢棄產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為氧氣、食物和水，以支撐系統(tǒng)內(nèi)的生命形式。
2.合成生物學(xué)：利用標(biāo)準(zhǔn)化部件對生物學(xué)進行編程，類似使用標(biāo)準(zhǔn)化圖書館對計算機進行編程，包括對生物技術(shù)的廣泛重新定義和擴充，終極目標(biāo)是能夠設(shè)計、建造和修復(fù)工程生物系統(tǒng)。工程生物系統(tǒng)負責(zé)處理信息、操縱化學(xué)物質(zhì)、裝配材料與結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)能源、提供食物以及維護和強化人類健康和環(huán)境。
3垂直農(nóng)業(yè)：城市農(nóng)業(yè)的自然延伸，可在摩天大樓內(nèi)種植植物或飼養(yǎng)動物。其優(yōu)點頗多，包括全年作物生產(chǎn)、免受氣候影響、支持城市糧食自給以及降低運輸成本。
